井控技術標準分析與建議

姜興福 彭雄濤 付堂兵 / 西部鉆探準東鉆井公司(新疆阜康石油基地)

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井控技術標準分析與建議

姜興福 彭雄濤 付堂兵 / 西部鉆探準東鉆井公司(新疆阜康石油基地)

【摘 要】為加強鉆井井控標準的可操作性，對當前應用的鉆井井控標準進行了分析。按照鉆井作業(yè)對井控技術與裝置的實際需要，對各項標準逐條分析、認真對比，查找問題并提出修訂建議。提出了標準中存在的主要問題，逐一進行了分析論證，提供了可行的解決方案，為下一步井控標準的完善與修訂提供了依據(jù)。

【關鍵詞】井控標準；分析；建議

井控標準經(jīng)過多次修訂，形成了井控工藝技術、井控設備制造與使用等一系列標準，目前，在井控標準方面主要以API標準為主，隨著鉆井技術的不斷進步和對井控認識的不斷深入，以及對防噴器的配套要求、壓力級別和井控做法要求的不斷提高，井控標準存在的一些問題也日漸顯露，對于這些問題，應該認真分析研究，制定科學、適用的方案并宣貫執(zhí)行，指導井控安全工作。

1.應用的鉆井井控標準現(xiàn)狀

在國內(nèi)石油鉆井行業(yè)，當前應用的一些井控標準。有的是首次發(fā)布，有的已進行了三次修訂，這些標準都為石油行業(yè)推薦標準，但作為強制標準宣貫實施，規(guī)范鉆井井控工作。

1.1鉆井井口控制設備及分流設備控制系統(tǒng)規(guī)范(SY/T 5053.2—2007)

本標準確立了控制系統(tǒng)的設計標準。該控制系統(tǒng)用于控制防噴器（BOP）以及在鉆井過程中控制井口壓力的相關閥件，分流器控制系統(tǒng)也包含在本標準中。

本標準是目前防噴器控制裝置生產(chǎn)的主要依據(jù)標準，對控制裝置標準化、規(guī)范化起到了重要作用。

1.2鉆井井控裝置組合、配套、安裝、調(diào)試與維護（SY/ T 5964—2006）

本標準規(guī)定了鉆井井控裝置組合配套形式、安裝、調(diào)試與維護要求，適用于陸上石油天然氣鉆井井控裝置，使井口裝置組合型式、井控管匯流程、控制系統(tǒng)以及井控輔助設備配套安裝逐步達到統(tǒng)一，國內(nèi)不同區(qū)域、不同油氣田井控配套與安裝使用基本實現(xiàn)了規(guī)范化。特別對于不同壓力級別井控裝置，明確了規(guī)格系列與安裝調(diào)試要求，指導性和可操作性較強，是目前石油行業(yè)最重要的井控標準之一。

1.3節(jié)流和壓井系統(tǒng)(SY/T 5323-2004)

本標準在技術內(nèi)容上規(guī)定了節(jié)流和壓井系統(tǒng)的性能、設計、材料、焊接、試驗、檢驗、貯存和運輸?shù)淖畹鸵?，適用于為鉆井服務的具有安全和功能互換性的地面和水下節(jié)流和壓井系統(tǒng)的設備，是上世紀九十年代以后井控管匯壓力升級和流程標準化的主要依據(jù)標準，對國內(nèi)防噴器節(jié)流和壓井系統(tǒng)的規(guī)范化起到了重要作用。

1.4含硫油氣井鉆井井控裝置配套、安裝和使用規(guī)范（SY/ T6616—2005）

本標準規(guī)定了硫化氫含量不低于30mg/m3（20ppm）油氣井鉆井過程中井控裝置的配套安裝和使用要求，適用于陸上硫化氫含量不低于30mg/m3（20ppm）油氣井鉆井井控裝置的選擇和使用，主要包括井控裝置的配套和安裝、井控裝置的使用兩章主題內(nèi)容。對井口防噴器組合順序進行了規(guī)定，明確了不同閘板防噴器的具體位置，是當前最為合理的組合形式。

1.5含硫油氣井安全鉆井推薦作法（SY/T 5087—2005）

本標準規(guī)定了含硫化氫油氣井鉆井作業(yè)中從鉆井設計、設備安裝、井場布置、硫化氫監(jiān)測、人員和設備防護、應急管理等方面的安全要求，適用于油氣勘探開發(fā)中含硫化氫油氣井的鉆井作業(yè)，是目前國內(nèi)最重要的含硫化氫井鉆井安全技術標準。

2.對井控標準應用中存在的問題分析

分析現(xiàn)行的6項井控標準，存在著一些需要探討的問題。存在這些問題的原因主要在兩個方面：一是受國外標準影響，認為國外標準有道理、不能修訂；二是分析研究不夠，沒有深入研究各項標準之間的關系，缺乏對存在問題的認識，具體到每一個標準，存在的主要問題如下：

2.1節(jié)流和壓井系統(tǒng)(SY/T 5323-2004)

該標準為井控節(jié)流和壓井系統(tǒng)的制造標準，也對管匯流程與使用等進行了規(guī)定。與目前普遍采用的管匯系列相比，存在著流程不完善、不合理的問題，主要是34.5MPa管匯節(jié)流閥后無平板閥，69.0MPa～138MPa高壓井口雙四通和管匯流程不合理，不利于使用安全。

2.2鉆井井控裝置組合、配套、安裝、調(diào)試與維護（SY/ T 5964—2006）

該標準存在的問題：一是井控裝置公稱通徑與套管公稱直徑的組合表格內(nèi)容不合理，二是壓力級別和尺寸系列不全，三是井口防噴器組合不合理，四是雙四通井口組合配套形式不合理，五是對遠程控制臺操作手柄位置規(guī)定不明確。

2.3含硫油氣井鉆井井控裝置配套、安裝和使用規(guī)范（SY/ T6616—2005）

該標準是目前最重要的井控標準之一，井口防噴器組合順序是最為合理的組合形式。存在的主要問題是雙四通井口組合配套形式不合理。

3.對井控標準修訂的建議

3.1節(jié)流和壓井系統(tǒng)(SY/T 5323-2004)

該標準中規(guī)定的管匯型式功能不完善、流程不合理，應進行修訂。

3.1.1增加管匯中節(jié)流閥后的平板閥，增加副放噴管線，完善管匯功能。

3.1.2對于高壓雙四通井口，考慮兩個四通的獨立功能，兩者之間增加一套半封閘板防噴器。節(jié)流壓井管匯應安裝于上四通，輔助放噴管線安裝于下四通。

這樣的修改，基于兩方面考慮：對于管匯，考慮了閘閥的使用順序“從外到內(nèi)”原則，在關井壓井中首先使用節(jié)流閥后面的平板閥，發(fā)生損壞后可關閉節(jié)流閥及前面的平板閥后可進行更換，最大限度保證管匯功能。對于四通道和五通道高壓管匯，采用新型結構型式，節(jié)流閥全部為直角形式；對于井口，雙四通一般用于高壓含硫等重點井，這類井需要配套高壓力級別、功能完善的井控設備。若兩套四通直接連接，其中一套發(fā)生損壞將會造成井口的失控，是一種不合理的配套形式。考慮了井口裝置“自上而下”使用的原則，中間安裝一套半封閘板防噴器，并將節(jié)流壓井管匯安裝于上部四通。

在壓井中，先使用上部的半封閘板防噴器和上部四通的節(jié)流壓井管匯，一旦防噴器或四通、管匯損壞時，立即打開下部輔助放噴管線并關閉四通之間的防噴器，可進行更換或繼續(xù)壓井。

3.2鉆井井控裝置組合、配套、安裝、調(diào)試與維護（SY/ T 5964—2006）

該標準存在表格不合理、井口防噴器組合不合理、雙四通井口組合配套形式不合理和對遠程控制臺操作手柄位置規(guī)定不明確等問題，需要進行修訂。

3.3對于遠程控制臺操作手柄的位置問題，應確切表述并明確規(guī)定?？梢哉f，對于液壓控制系統(tǒng)，最重要、最關鍵的是液壓油量充足、壓力足夠，只有液壓油沒有消耗、壓力保持良好，才能保證液壓控制的可靠性。手柄在“中”位時各腔互不相通，能夠鎖定防噴器、液動閥在相應的位置，有效防止管線系統(tǒng)油量的損耗；而在開位或關位時管線的漏失將造成油量消耗，管線突然破（斷）裂等突發(fā)損壞將造成油量的快速損失，存在井控安全隱患。

3.4含硫油氣井鉆井井控裝置配套、安裝和使用規(guī)范（SY/ T6616—2005）

對該標準雙四通井口組合配套形式不合理，建議按進行修改。

3.5鉆井井控技術規(guī)程（SY/T 6426—2005）

3.5.1對于鉆井液安全附加值，建議去掉附加井底壓差值的規(guī)定，只保留密度附加值。這樣規(guī)定就將地層壓力系數(shù)與密度直接聯(lián)系起來，既科學合理，也便于實際應用。

3.5.2對本標準井口防噴器組合中存在四通下面防噴器的問題及防噴器組合順序問題，建議修改完善；

3.5.3對于關井后手動鎖緊規(guī)定不合理的問題，建議去掉手動鎖緊后回轉1/4圈一1/2圈的規(guī)定。修改為“具有手動鎖緊機構的閘板防噴器關井后，應手動鎖緊閘板并確保鎖緊可靠?！?，手動解鎖時，可先開到底然后回轉1/8圈一1/4圈”。

閘板防噴器關井后，靠閘板前面的壓緊實現(xiàn)空井或?qū)︺@具的密封，兩個閘板的壓緊力越大封井越可靠。這就需要鎖緊桿鎖緊到底不得回轉，防止其松動后封井失效。有一種理由是回轉后利于閘板上部與防噴器內(nèi)腔的浮動密封，這種理由沒有必要。因為二者本身就是貼合密封狀態(tài)，封井后井壓助封作用將使封井更加可靠。

3.5.4對于關井操作程序規(guī)定，建議修改為：“先關節(jié)流閥（試關井），再關節(jié)流閥后的平板閥”。各種工況下的關井都應如此，這可充分利用與保證管匯的功能，有利于關井壓井的安全可靠。

4.結論與認識

（1）對當前鉆井井控標準中存在一些問題和不合理做法，應該得到糾正和修訂。應從井控裝置功能方面入手進行分析研究，達到配置合理、功能發(fā)揮充分、保證安全備用余量等方面的要求，制定裝置配套形式和操作規(guī)程；

（2）應加強對井控技術的深入探討與研究，提高技術水平。應從原理、技術方面的可行性、關井與壓井可靠性等方面進行分析，實現(xiàn)技術進步與標準水平的不斷提高；

（3）對鉆井井控相關標準應規(guī)范統(tǒng)一，規(guī)定應一致。凡涉及相同問題應有相同的規(guī)定，避免不同標準之間存在不同規(guī)定的問題，提高標準的唯一性、嚴肅性和權威性；

（4）在能夠滿足鉆井井控控制風險的情況下，為減少井控裝備的重復購置，對井控裝備的使用期限、檢測要求應做出規(guī)定，包括降級使用要求，以確保井控裝備的有效使用周期，降低成本。

（5）對制造井控裝備配件的生產(chǎn)加工標準應逐步進行規(guī)范、統(tǒng)一，防止非標準配件的使用，造成材料成本的擴大和維修成本的增加，從而可規(guī)避一定的井控風險。

參考文獻:

[1]GB/T 5053.1—2006石油天然氣工業(yè)鉆井和采油設備 鉆通設備[S].

[2]SY/T 5323-2004節(jié)流和壓井系統(tǒng)[S].

[3]SY/T 5053.2—2007鉆井井口控制設備及分流設備控制系統(tǒng)規(guī)范[S].